本发明涉及一种水处理陶粒及其制备方法和应用，具体涉及油气固废综合利用。
背景技术：
1、随着我国原油开采技术的改进，石油产量增加的同时，油污泥产生量也随之增加，对油污泥处理得到后的干渣属于一般固体废弃物，由于其中含有较高含量的硫酸钡，因此作为水泥掺料等应用场景均受到限制，目前国内外的油污泥干渣处置以可井场铺路、水泥掺料、制砖原料等低附加值利用为主。
2、由于油气开采产生的油基岩屑通过无害化处置后，其剩余干渣仍然是一般废弃物，目前主要利用方式为井场铺路、作为水泥或制砖的辅料等，利用场景受限，利用价值低。另一方便，由于防洪排涝、水质改善、环境保护、生态恢复等诸多方面的要求，河流生态系统修复逐渐引起人们的重视，水体生态修复活动广为开展。
3、现有技术中，中国专利cn113429193a公开了一种新型蓄水环境功能材料及其制备方法，具体公开了所制备的原材料由以下各组分的材料组成，按重量百分比包括：河湖淤泥40-75％，油基岩屑10-45％，有机纤维5-25％，物相调整复配剂0-20％，增塑剂0.2-2％和发泡剂0.3-2％。本发明基于油基岩屑的资源化处理制备了新型环境蓄水功能材料，有效降低了固体废物处理处置的环境风险，同时获得了蓄水陶粒用于水资源涵养，有利于环境保护。然而该技术仅仅解决了蓄水问题。
4、鉴于此，提供一种新的水处理陶粒及其制备方法和应用，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为克服以上技术缺陷，本发明一种水处理陶粒及其制备方法和应用，不仅解决了水处理填料成本高的问题，还完成了油污泥干渣的资源化利用，可以完全替代制备水处理陶粒填料传统工艺，规避成本高的问题。
2、为实现上述目的，本发明的第一个目的是提供一种水处理陶粒，包括内核和包覆于内核外的外壳，所述内壳和外壳均由以下质量份数的原料制备而成：
3、油基岩屑干渣84～86份；
4、托马琳粉6～10份；
5、凹凸棒石粘土粉4～6份；
6、黏土1～3份。
7、在本发明的一个具体实施方式中，所述油基岩屑干渣的含油率为3‰～5‰。
8、在本发明的一个具体实施方式中，所述油基岩屑干渣包括以下质量百分数的化学成分：
9、40～55wt％sio2；
10、7～15wt％al2o3；
11、10～20wt％caco3；
12、1～3wt％mgo；
13、2～4wt％fe2o3；
14、14～30wt％baso4。
15、本发明中，采用的油基岩屑干渣可以是两种及以上的油基岩屑干渣混合而成；其中，至少要求将硫酸钡的含量控制在14～30wt％，如果油基岩屑干渣中的硫酸钡含量＞30％，会影响水处理陶粒的强度。
16、在本发明的一个具体实施方式中，所述托马琳粉的粒径为325～1250目；所述凹凸棒石黏土粉的粒径为325～800目；所述黏土的粒径≤45μm。
17、本发明的第二个目的，提供上述的水处理陶粒的制备方法，包括以下步骤：
18、1)磨粉：按质量份数，分别取油基岩屑干渣、托玛琳粉、凹凸棒石粘土粉和黏土进行磨粉，混和均匀，得到磨粉料；
19、2)造内核：造粒机中，将步骤1)磨粉的一部分磨粉料进行湿式造粒，破碎得到造球核心；
20、3)造粒：造粒机中，将步骤1)磨粉的另一部分磨粉料和步骤2)造内核的造球核心混合进行干式造粒，获得坯球；
21、4)焙烧：回转窑中，将步骤3)的坯球依次进行烘干和焙烧，冷却后分级筛分，得到水处理陶粒。
22、在本发明的一个具体实施方式中，步骤1)磨粉，所述磨粉的粒径≥250目。
23、在本发明的一个具体实施方式中，步骤2)造内核，所述湿式造粒的转速为20～30hz。
24、在本发明的一个具体实施方式中，所述湿式造粒的转速为25hz；所述湿式造粒的含水率控制为25～30％；所述湿式造粒的时间为25～35min；
25、在本发明的一个具体实施方式中，所述湿式造粒的时间为30min。
26、在本发明的一个具体实施方式中，所述造球核心为30～70目。
27、在本发明的一个具体实施方式中，所述造球核心为50目。
28、在本发明的一个具体实施方式中，步骤3)造粒，所述干式造粒的粉末料为步骤1)磨粉的磨粉料的30～40wt％；所述坯球的直径为0.5～3mm。
29、在本发明的一个具体实施方式中，步骤4)焙烧，所述烘干的温度为100～200℃，烘干时间为1.5～2.5h。
30、在本发明的一个具体实施方式中，所述烘干时间为2h；所述焙烧的温度为950～1000℃，所述焙烧的时间为50～60min。
31、本发明中，冷却获得的水处理陶粒进行筛分，对于尺寸不合格的水处理陶粒，磨粉后作为制备水处理陶粒的原料使用，形成闭路循环。
32、本发明的第三个目的，提供上述制备方法制备的水处理陶粒，所述水处理陶粒的破碎率与磨损率之和≤6％；
33、所述水处理陶粒的盐酸可溶率≤2％；
34、所述水处理陶粒的孔隙率40～52％；
35、所述水处理陶粒的比表面积0.5×104～28×104cm2/g。
36、本发明的第四个目的，提供上述的水处理陶粒作为滤料在水处理中的应用。
37、本发明中，油基岩屑含有部分的碳酸钙和少量含油基质，经高温分解使得陶粒产生了空隙；烧结时，随着焙烧温度的上升，含有机质首先在400～600℃进行分解及燃烧，碳酸钙在800～850℃进行高温分解，两者均会有助于形成不同程度的微小气孔，，此时会产生约3～5％液相，该液相不断包括气体，且在烧结过程中形成晶体骨架，使得可具有一定的强度，同时碳酸钙的分解，也有利于提升陶粒的强度，最终经过焙烧获得的水处理陶粒，具有较佳的强度。
38、本发明中，托玛琳粉的加入增加了水处理陶粒吸附污染物的性能；凹凸棒石粘土粉可进一步增强水处理陶粒的强度。
39、本发明水处理陶粒的孔隙则决定水处理陶粒对污染物(cod、氨氮、重金属等)的吸收能力；水处理陶粒的比表面积则决定生物量，即正常挂膜量，此与污染物(cod、氨氮、重金属等)的分解能力成正比例关系；镁增加1％的比表面积，则污染物分解速率亦增加1％，而孔隙率却要因空隙的大小而定，不同成分的陶粒空隙大小分布大为不同，但是一般情况，孔隙率越大，对水处理效果越好。
40、本发明的有益效果是：1、本发明采用油气固废油基岩屑为主要原料，制备得到了固废基水处理陶粒，资源化利用了油基岩屑固废，降低了制备水处理陶粒的原料成本；2、本发明中油基岩屑的含油基质和碳酸钙，在焙烧过程中可形成大量的微小气孔，使得水处理陶粒具有较佳的水处理能力，尤其是吸附处理水中的污染物；3、本发明制备水处理陶粒的方法局域湿法造球，获得的水处理陶粒具有一定的强度，也大大的降低了水处理陶粒产品的磨损率，因此烘干和烧结可在同一回转窑中进行，简化了水处理陶粒的工艺流程，生产效率高。